PLC的程序段执行过程可以分为以下三个阶段：
输入采样阶段
PLC以扫描方式读入所有输入端子上的输入信号，并将各输入状态存入对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷断。在程序执行阶段和输出刷新阶段中，输入映像存储器与外界隔离，其内容保持不变，直至下一个扫描周期的输入扫描阶段，才被重新读入的输入信号刷新。一般来说，输入信号的宽度要大于一个扫描周期，否则可能造成信号的丢失。
程序执行阶段
在执行用户程序过程中，PLC按梯形图程序顺序自上而下、从左至右逐个扫描执行，即按助记符指令表的先后顺序执行。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序跳转地址。程序执行过程中，PLC从输入映像区中取出输入变量的当前状态，然后进行由程序确定的逻辑运算或其他运算，根据程序指令将运算结果存入相应的内部继电器中，包括输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等。输出继电器的信号存放在输出映像区，即输出继电器与PLC外部的同编号的输出点对应。在程序执行过程中，同一周期内，前面的逻辑结果影响后面的触点，即后执行的程序可能用到前面的较新中间运算结果；但同一周期内，后面的运算结果不影响前面的逻辑关系。该扫描周期内除输入继电器以外的所有内部继电器的较终状态（导通与否），将影响下一个扫描周期各触点的开与闭。
输出刷新阶段
当所有程序执行完毕后，进入输出处理阶段。程序执行阶段的运算结果被存入输出映像区，而不送到输出端口上。在输出刷新阶段，PLC将输出映像区中的输出变量送入输出锁存器，然后由锁存器通过输出模块产生本周期的控制输出。如果内部输出继电器的状态为“1”，则输出继电器触点闭合，经过输出端子驱动外部负载。全部输出设备的状态要保持一个扫描周期。
总结起来，PLC的程序段执行过程包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，每个阶段都有其特定的操作和任务，确保PLC能够按照预先编写的程序对输入信号进行处理和控制，并最终输出控制信号以驱动外部设备。